Океан остаётся загадкой: как дроны помогут закрыть пробелы в данных
Более 70 % нашей планеты покрыто океаном, но исследовано из него лишь около 5 %. Особенно слабо изучены самые глубокие участки — абиссальные зоны. Ситуация становится всё более острой на фоне роста температуры воды и изменений климата. Автономные подводные аппараты могут существенно сократить этот разрыв: по планам, к 2028 году флот таких устройств охватит более 98 % мирового океана.
Как сейчас собирают данные: программа Argo
Сегодня основной объём данных об океане поступает от участников программы Argo — международного сотрудничества, запущенного в 1999 году. В рамках проекта по всему миру работает около 4000 платформ для сбора данных.
Большинство буёв Argo опускаются на глубину от 2000 до 4000 метров. При этом 10 % потепления океана происходит ниже этих глубин — это серьёзный пробел в наблюдениях. Существующие 4000 буёв ежегодно дают более 100 000 профилей температуры и солёности. Все данные Argo доступны бесплатно в онлайн‑режиме и активно используются климатическими и метеорологическими центрами.
Глубоководные прорывы: Deep‑6000 от Ifremer
В начале этого года французское государственное океанологическое агентство Ifremer провело серию успешных испытаний: два прототипа Deep‑6000 совершили пять погружений на глубину 6000 метров (почти 20 000 футов) в период с 11 января по 2 февраля. Миссии позволили собрать важные данные об абиссальной зоне.
Благодаря этим разработкам Франция стала третьей страной в мире (после Китая и США), которая создаёт плавучие средства Argo, способные достигать таких глубин. Сейчас в США эксплуатируется более 100 глубоководных аппаратов, в Китае — более 30. По данным Ifremer, к 2028 году к международному флоту из 4000 аппаратов добавятся ещё 30 глубоководных устройств под эгидой проекта Argo. Это позволит учёным охватить наблюдениями более 98 % поверхности океана.
Технические вызовы: давление и автономность
Более 90 % поверхности океана находится на глубине свыше 200 метров, а самые глубокие зоны испытывают колоссальные нагрузки: примерно одна атмосфера давления на каждые 10 метров глубины. На отметке 6000 метров давление примерно в 600 раз выше, чем на уровне моря.
Главная инженерная задача — создать систему, которая:
- выдерживает экстремальное давление;
- остаётся энергоэффективной и автономной;
- способна работать до семи лет;
- при этом не требует чрезмерных затрат.
Как рассказал Ксавье Андре, руководитель отдела разработки профилографов в Ifremer, именно эти требования определяли проектирование системы.
Для корпусов Deep‑6000 Ifremer выбрала композитные материалы вместо чистого титана. При весе 40 кг прототипы примерно вдвое тяжелее стандартных буёв Argo — это помогает лучше противостоять сильному давлению.
Цикл работы буёв и типы собираемых данных
Поплавки Argo работают по десятидневному циклу:
- Буй сбрасывают с судна.
- Он опускается на «дрейфовую» глубину и остаётся там девять дней.
- Затем на три часа опускается на «профильную» глубину.
- После этого поднимается на поверхность и передаёт собранные данные через спутник.
Цикл повторяется, пока не разрядится батарея. Обычно это происходит после примерно 150 циклов — то есть через три–пять лет работы.
Буи фиксируют ключевые параметры:
- температуру воды;
- солёность;
- содержание кислорода;
- давление.
Эти данные помогают учёным точнее понимать поведение океана в условиях глобального потепления. Их используют для улучшения прогнозов таких явлений, как муссоны, потепление океана, повышение уровня моря и океаническая циркуляция.
Что дадут новые аппараты
По словам Виржини Тьерри, физического океанографа из Ifremer, новые буи Deep‑6000 позволят отслеживать потепление океана на всех глубинах, включая самые нижние слои.
«Мы также сможем получать информацию о глубоководной циркуляции океана, — отметила она. — Это важно для учёта климатических сигналов: тепла и углерода в глубоководных слоях. В свою очередь, это поможет уточнить модели прогнозирования состояния океана».
Argo — пример масштабного международного сотрудничества: в проекте участвуют более 60 стран. Новые глубоководные аппараты делают систему наблюдений по-настоящему глобальной и позволяют закрывать критические пробелы в понимании климата.
